基于OTDR和光功率测试的光纤故障监测应用方法

为了降低光纤光缆故障率和缩短光缆网络故障诊断时间,提出了一种基于光功率测试和光时域反射仪的光纤故障监测方法;利用光功率测试技术对光缆性能进行实时监控并预警光缆故障;分析光纤功率衰减的原因,计算得到光缆修理增加的长度,设计了修正故障地点的算法;当光缆网络发生故障时,利用光时域反射仪测试故障位置,并利用误差检测算法对电缆衰减进行分析排除,对故障地点进行故障位置修正以便快速抢修;结果表明,该方法可以降低光缆网络故障率,在故障定位中可以提高光缆故障定位的精度,计算的故障位置与实际故障位置的误差不超过10 m,可以进行实时快速的维修,对于运营时间较长的光缆网络的效果更明显,具有较好的应用价值。     

AFDX终端测试技术的研究与实现

AFDX(航空电子全双工切换以太网)作为大型客机和运输机上的主流机载通信网络,其应用越来越广泛,对AFDX网络及设备的测试需求也必将与日俱增;针对这一需求,提出了一种AFDX终端测试技术的实现方法;该方案使用大规模FPGA和高性能嵌入式处理器,实现了一个AFDX终端系统及终端测试功能;应用结果表明其较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性和可靠性需求,并能对AFDX网络的功能和主要性能指标进行测试;该测试终端具备最大128个虚拟链路、1~128 ms带宽分配间隙,可进行协议解码分析、故障注入与检测、误码率测试以及IRIG-B时戳等测试功能。     

某航天硅基复合材料防静电性能测试研究

高速运动的航空器在其飞行过程中会经历复杂的空间环境,使其静电安全性遭受严峻挑战。针对某型航空隔热瓦硅基复合材料讨论分析了多种防静电性能的评估方法,确定了静电衰减时间作为其防静电性能指标,并采用充电法对静电衰减时间进行了测试研究,获得了该材料在烧蚀前后的静电衰减特性,为评价高速飞行器的静电安全性提供了重要依据。研究结果表明,烧蚀前的硅基复合材料静电衰减时间长,残余电量大;烧蚀后的硅基复合材料静电衰减时间大大减小、残余电量显著降低,防静电性能远好于烧蚀前的硅基复合材料。     

血管内超声图像初始轮廓提取算法的研究

Snake模型在医学图像分割中的应用已经越来越广泛,但在应用该模型时,如何选取合适的初始轮廓是一个难题;在对血管内超声医学图像的研究基础上,提出了一种基于灰度信息与ROI区域的初始轮廓获取方法,根据IVUS图像的灰度特征对其进行自适应阈值分割以及面积滤波,然后获得分割轮廓点集进而得到snake初始轮廓点集;在matlab7.0环境分别对不同类别的2种IVUS图像的中外膜边缘提取进行仿真实验,实验证明该方法获得的初始snake轮廓较为逼近目标真实轮廓且适合于snake模型进行迭代收敛,由于其初始轮廓已较为接近目标真实轮廓,因此节省了snake模型的迭代次数,算法运行效率也优于手工提取初始轮廓的snake方法,可以较为方便的应用于实际领域。     

基于轮廓特征的水下混凝土结构表面裂缝检测算法

针对水下混凝土结构表面裂缝难以准确检测的问题,提出了一种基于轮廓特征的水下混凝土结构表面裂缝检测算法;在对采集到的水下混凝土结构表面图像进行预处理和边缘检测后,首先通过计算图像中边缘的长度和曲率来进行初步判别,区分杂点和部分非裂缝;然后根据裂缝轮廓相互匹配的特征,利用模板搜索来检测出真实裂缝;最后连接裂缝边缘断开部分,优化裂缝检测结果;实验结果表明,与其它算法相比,该算法检测出裂缝的准确率与完整率至少提高了3.54%。     

一种并联机械手视觉引导算法

钣金冲压件为例,根据传送带输送的工件具有一致性的特点,介绍了用于从传送带上抓取并将其摆放整齐的并联机械手的视觉引导算法设计,采用一种非匹配的算法,快速将在传送带上杂散分布的工件的位置和角度计算出来;该算法较模板匹配法运算量大大减少,保证了系统的实时性;另外,对于传送带上工件正反面颠倒、工件重叠现象,算法也进行了相应处理;机械手可根据视觉算法得到的工件信息,逆解计算出机械手主动臂转角,从而实现拾放(pick-and-place)操作;对3万件工件实测,其中发生重叠的工件43个,没有正确识别工件28个;该算法对工件定位准确度达到99.7%,证明该算法具有很高的可靠性。     

气动肌肉关节的神经元PID轨迹跟踪控制

气动肌肉关节具有柔顺性,使角度跟踪控制困难;通过建立气动肌肉关节静态平衡方程,分析了气压与摆角间非线性关系。为克服单神经元PID控制算法收敛速度慢、精度低的缺点,基于Hebb学习规则,从反馈周期、比例增益系数和衰减因子三方面改进算法;搭建了实物平台,通过实验和对比分析可得:(1)适当减小闭环反馈周期,可提高跟踪精度,但闭环反馈周期太小会引起震荡;(2)将比例增益系数定义为误差的连续有界Sigmoid函数,可增强算法的自适应能力,提高跟踪精度;(3)增加衰减因子,模拟人的遗忘学习机制,可提高权值的收敛速度。     

基于遗传算法非线性PID的柴油机共轨压力控制

高压共轨柴油机共轨压力随不同工况的调节能力及其压力的稳定性,从根本上影响着柴油机系统的燃油经济性与排放性能;针对共轨压力的控制,给出了在起动、过渡、正常、停机以及故障等工况下的轨压控制策略,设计了带预控制的积分分离非线性PID控制器,采用遗传算法对PID参数进行了在线自适应整定,实现了在不同柴油机工况下对不同轨压变化的优化控制;台架实验结果表明,在不同工况下采取的控制策略是适用的,采用的积分分离技术能减少控制超调,预控制技术能缩短轨压稳定时间并减少轨压波动,遗传算法对非线性PID控制器参数的在线优化,平均可在柴油机起动后6.7 s内完成,所设计的非线性PID控制器可把轨压控制偏差稳定在1.4%以下。     

开放式车辆远程控制架构研究及应用

为了解决远程控制系统客户端设备类型受限,系统架构不开放及协议不标准问题,实现资源共享,参考NGTP(Next Generation Telematics Pattern),设计了一个车辆远程控制系统架构,并对数据通信协议进行制定;在本系统中,用户通过浏览器登入WebServer,不必开发客户端软件,解决了客户端设备类型受限制问题,提高了系统可维护性;同时为了安全考虑,移动终端不允许直接控制车载终端,设计了后台服务器,用来存储车辆运行状况信息以及转发相应指令;系统中数据通信协议是在NGTP消息协议的基础上进行制定,统一了消息格式,便于管理。运用远程查询和远程控制对系统进行验证,查询的响应时间在3s左右,控制的响应时间在2s之内,均在允许的范围之内,结果证明了系统的可行性。     

面向物联网的室内ZigBee监控系统设计

设计一种基于ZigBee的室内监控系统,该系统采用低功耗无线收发芯片CC2530及传感器构建室内局域网,包含物联网的感知层、网络层及应用层三层结构,传输协议选用ZigBee;感知层包括温湿度、光敏、摄像头图片数据采集;网络层主要是ZigBee无线网络,数据汇聚至网关;应用层包括手机、PC机等;网络拓扑结构采用星形网络结构;给出软硬件实现方法,主要有节点设计、网络组建及软件设计等;实验在长6m宽3m的室内进行,测试正常室温,温度传感器附近放置低于室温10℃和高于室温10℃物体改变环境温度;光敏传感器测试采用日照强度,遮挡及部分遮挡传感器改变光照强度;人员在摄像区域内外移动测试摄像清晰度及监控范围;测试结果表明系统工作正常,PC机终端软件显示各传感器随环境变化相应变化值。